只具有蛋白质的亚病毒如何遗传?
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/18 11:35:19
只具有蛋白质的亚病毒如何遗传?
只具有蛋白质的亚病毒如何遗传?
只具有蛋白质的亚病毒如何遗传?
晕啊,上面那么长,我说点简单的吧.只具有蛋白质的亚病毒就是所谓的阮病毒,它只有蛋白质,没有任何遗传物质,那它是如何遗传的呢?先是蛋白质逆转录成为核算,也就是DNA,再以DNA为模板,转录出mRNA,接着呢,mRNA就指导合成蛋白质了
LZ指的是朊病毒八?
因为它只有蛋白质
所以它以蛋白质为遗传物质
是生物界中极为少见的
十九世纪以来,已经分离得到了多种引起传染病的细菌,不过也有一些传染如口蹄疫,烟花叶病等并不能证实是由细菌引起的,1892年俄国学者伊万诺夫斯基首次发现烟草花叶病的感染因子能通过细菌滤器,病叶叶汁通过滤器后得到的滤液,可感染健康的烟草现而使之发生花叶病。1898年荷兰生物学家贝哲林克(M.W.Beijerinck)独立进行了烟草花叶病病原体的研究,证实这种因子可用乙醇沉淀下来不失去其感染力,而且能在...
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十九世纪以来,已经分离得到了多种引起传染病的细菌,不过也有一些传染如口蹄疫,烟花叶病等并不能证实是由细菌引起的,1892年俄国学者伊万诺夫斯基首次发现烟草花叶病的感染因子能通过细菌滤器,病叶叶汁通过滤器后得到的滤液,可感染健康的烟草现而使之发生花叶病。1898年荷兰生物学家贝哲林克(M.W.Beijerinck)独立进行了烟草花叶病病原体的研究,证实这种因子可用乙醇沉淀下来不失去其感染力,而且能在琼脂凝胶中扩散,但用培养细菌的方法培养不出来,他把这种因子命名为“病毒”,此后,许多学者陆续发现了各种植物动物、细菌、病毒。如:口蹄疫病毒、狂犬病毒、鸡肉瘤病毒,黄瓜花叶病毒,以及马铃薯X病毒体实质属于亚病毒,还发现了痢疾志贺氏菌的噬菌体。1935年美国生物化学家Stanley从病叶中分离提出了病毒结晶,该病毒结晶具有致病力。这件事成为分子生物学发展中的一个里程碑 ,Stanley因此荣获诺贝尔奖,接着进一步揭示了病毒的本质并不是糖蛋白,而是核蛋白。
十九世纪30年代初发明了电镜,德国的kausche 等(1940)首先用电镜观察到TMV的杆状外形,电镜技术在病毒学中的应用,使病毒研究进入了分子水平:
Kersheg 和Chase于1952年证明噬菌体遗传物质是DNA。
Franenkel— conrat 于1955年完成 病毒 折开重建实验。
Anderer于1960年弄清TMV衣壳蛋白亚基的AA排序。
1965年美国科学家Spiegeman首次在细胞外复制E.coli的RNAa噬菌体成功。 Baltimcre Temin(1970)发现反转录酶。
以后相继发现了亚病毒—类病毒、朊病毒、拟病毒、并相继测出各种病毒 ,亚病毒的核酸一级的研究。
至今,病毒作为遗传工程中外源基因载体的研究正在扩大和深入。由此将为人类带来无法预料的经济效益;此外病毒学对人类保健、畜牧兽医、植物保护和发酵工业的关系亦日见重要。
通过以上对病毒学简史的了解,似乎比较清楚了什么是病毒但随着有关病毒学知识的日益增多,新的病毒种类不断发现,现已把非细胞生物分成病毒和亚病毒。
从上可知,由于亚病毒尤其是朊病毒的发现,使病毒的定义更加难下。我们对病毒所下的定义是:病毒是一类超显微非细胞生物,每一种病毒只含一种核酸,它们只能在活细胞内营专性寄生。靠其宿主代谢补充,协助来复制核酸合成蛋白质等组分,然后再进行装配增殖,在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态长期存在并保持其侵染活性。
第一节 病毒
以上已讨论过病毒定义,随着病毒学知识的日益增多,不同学者从不同角度对病毒的基本特性进行了概括,现将病毒区别于其他生物的主要特征归纳如下:
①形体极其微小,必须在电镜下才能观察,一般都具滤过性
②没有细胞构造,故也称分子生物
③其主要成分是核酸和蛋白质两种
④每一种病毒只含一种核酸,不是DNA就是RNA
⑤既无产能系统也无蛋白质合成系统
⑥利用宿主细胞设备进行增殖,不存在个体生长和二均分裂等细胞裂殖方式
⑦在宿主活细胞内营专性寄生
⑧在离体条件下,能以无生命的化学大分子状态存在,并可形成结晶
⑨对一般抗生素不敏感,但对干扰素敏感
病毒数量是一个急剧上升的变数,其宿主对人类有害或是有益可成灾或造福。
一、病毒 形态构造和化学组成
(一)病毒的大小
1.研究方法
病毒大小可采用不同的方法进行研究:
(1)电镜观察法,可直接测量病毒大小
(2)分级过虑法:根据病毒能通过哪种孔径的超滤膜以评估其大小
(3)超速离心沉降法:根据病毒粒子的沉降速度可用来推算病毒粒子的大小和分子量
(4)电泳法:根据电泳速度测病毒粒子的大小,一般来说颗粒越小(相对带静电荷多)电泳速度越快。
2.病毒大小
研究表明,病毒比细菌小得多 ,但比多数蛋白质分子大,而且病毒大小相差很远。直径在10-300nm之间,通常在100nm左右。
(二)病毒的形态
1.典型病毒粒子的构造
病毒粒子(或称病毒颗粒)是指成熟的结构完整的单个病毒,病毒粒子的主要成分是核酸和蛋白质,核酸位于病毒粒子的中心,构成了它的核心或基因组,蛋白质包围在核结构和抗原成分,对核酸有保护作用,在电镜下可看到,衣壳的形态学亚单位是衣壳粒,有些病毒,核衣壳外还有由类脂或脂蛋白组成的包膜,有时,包膜上还长有刺突等附属物。
2.病毒粒子的对称体制
研究表明:由于衣壳粒排列组合的方式不同,使病毒粒子往往表现出来不同的构型和形状,螺旋对称能使核酸与Pr亚基间的接触更为紧密,廿面体对称有利于核酸以高度卷曲的形式包裹在小体积的衣壳中,另外一些结构复杂的病毒,其衣壳的特点无非是螺旋对称和廿面体对称相结合而已,故称复合对称。
3.病毒的群体形态
病毒粒子无法用光学显微镜观察,但当它们大量聚集在一起并使宿主细胞发生病变时,就可用光学显微镜观察。如动物、植物细胞中的病毒包涵体,有的还可用肉眼看到,例如噬菌体的噬菌细胞。
(1)包涵体:在某些感染病毒的宿主细胞内,出现光学显微镜可见的大小,形态和数量不等的个体,称包涵体,有的在细胞质内,有的在细胞核内,有的在细胞质、细胞核中都存在的类型,根据包涵体的特点,可把它们分成以下四种类型 ①是病毒的聚集体②是病毒的合成部位③是病毒蛋白和与病毒感染有关的蛋白质④非病毒性包涵体。由化学因子或细菌感染形成。
在实践上,病毒包涵体主要有两类应用①病毒诊断②用于生物防治。
(2)噬菌斑
将少量噬菌体与大量宿主细胞混合后,将此混合液与45℃左右的琼脂培养基在培养皿中充分混匀,铺平后培养,经数小时至10余小时后,在平板表面布满宿主细胞的菌苔土,可以用肉眼看到一个个透亮不长菌的小圆斑,这就是噬斑,每一个噬菌斑一般由一个噬菌体粒子形成的,噬菌斑的形成可用于检出、分离、纯化噬菌体和进行噬菌体的计数。
(3)空斑和病斑:在动物细胞培养物上的与噬菌斑类似的空斑,称为病斑,因为受肿瘤病毒感染。
(4)枯斑:植物叶片上的植物病毒群体。
(三)三类典型形态的病毒
1.螺旋对称的代表-烟草花叶(TMV)
TMV是发现最早、研究最深和了解最清楚的一种病毒衣壳粒和核酸呈螺旋对称形排列,其外形呈直杆状。
长300nm宽15nm中空(内径4nm)含Pr95%和SSRNA5%,共有2130个蛋白亚基(衣壳粒)每个亚基由158个AA组成,分子量为17500亚基以逆时针方向螺旋排列共130圈(每圈长2.3 nm有16.33个亚基)SSRNA由6390个核苷酸单位组成,分子量为2*106,盘绕于蛋白质外壳内(因此螺距与Pr螺距相等),每3个核苷酸与一个蛋白亚基结合,因此每圈为49个核苷酸。
以上结构意义稳定,有人试验用灭毒的“工程TMV”作为茄科植物的疫苗,已取得初步结果。
2.廿面体对称的代表-腺病毒(Adenovirus)
这是一种动物病毒,看起来象球形,经分辨率高的电镜观察实际是廿面体,于1953年首次从手术切除小儿扁桃体中分离到。目前已分离到近百种腺病毒。其宿主包括人和各种动物。
核衣壳是由不同数量衣壳粒沿着三根互相垂直的轴形成对称体,直径为70-80nm的廿面体,具有20个面,30条边12个顶角,每个面为等边三角形,衣壳由252个衣壳粒组成,包括12个五邻体和240个6邻体,每个五邻体上实际突出一根末端带有顶球蛋白纤维,称为刺突,病毒核心是dsDNA,所有腺病毒,其基因组的大小都约为36500个核苷酸对。
腺病毒只能培养在人的组织细胞上,不能在鸡胚上生长,腺病毒在宿主的细胞核中进行增殖和装配,并能形成包涵体。
3.复合对称的代表-T偶数噬菌体
大肠杆菌的T偶数噬菌体共有三种,在自然界分布极广,它们是分子生物学研究中的极好材料,因此对它们了解极其深刻,尤其是T4早已有十分清晰的电镜照片和最完整的基因组图。
T4由头部、颈部和尾部三部分构成,由于头部呈廿面体对称尾部呈螺旋对称,故是一种复合对称结构。
尾管中空是头部核酸注入宿主细胞的通道。
6根尾丝:折成2段Pr构成:具吸附专一性
尾部 6个刺突:吸附功能
T偶数噬菌体虽呈蝌蚪状,但吸附却是通过尾丝,尾丝吸附后,会使基板受到构型的刺激,接着尾鞘蛋白发生收缩,使尾管插入宿主细胞。
(四)病毒的化学组成
1.病毒的核酸 2.病毒蛋白质 3.其他化学
二、各类病毒及其繁殖方式
病毒的种类很多,它们繁殖方式即有共性又有各自的特点,这是以噬菌体为重点介绍它们独特的繁殖方式。
(一)原核生物病毒-噬菌体
1.一般介绍
噬菌体广泛存在于自然界中,至今在绝大多数原核生物中都发现了相应的噬菌体,至今已作过电镜观察的噬菌体至少已有2850种。据Bradley(1967)归纳,噬菌体共有6类形态。
在病毒学研究中E.coli是发现噬体最多,研究最深入的一种宿主,现将它的若干种噬菌体特征列于表。
2.噬菌体的繁殖
(1)吸附 (2)侵入 (3)增殖
增殖过程包括核酸的复制和蛋白质的生物合成。增殖是通过噬菌体基因表达实现的。
烈性噬菌体的增殖方式按其核酸类型的不同主要分成三类①按早期、次早期和晚期基因的顺序来进行转录,转译和复制的双链DNA噬菌体的增殖方式②按“滚环”模型复制单链DNA的增殖方式③按“花朵”模式复制A蛋白衣壳蛋白和复制酶蛋白的增殖方式。以下仅以双链DNA噬菌体的增殖方式为典型代表来加以介绍。
(1)增殖(基因表达)特点:双链DNA噬菌体增殖过程中基因表达的特点
①基因表达有先有后,因此将噬菌体基因分为早期基因,次早期基因、晚期基因
②基因表达顺序为早期表达、次早期表达、核酸复制、晚期表达。
③前一次表达的产物是后次基因表达的mRNA聚合霉(其中次早期基因表达的产物还分解宿主DNA霉负责本身DNA复制的DNA聚合霉)
④晚期基因表达的结果是合成了各种整配蛋白(另外还有溶菌霉)
以上介绍的是T偶数噬菌体dsDNA的基因表达过程。噬菌体基因型不同,其基因表达(转录、转译)都各有特点归纳如下。
3.病毒核酸的复制
(1)双链DNA的复制:核酸以半保留方式进行复制(腺病毒)亲代DNA也可做模板转录mRNA,复制、转录、转译均按“中心”法则进行±DNA→±DNA
(2)单链DNA的复制:所有单链DNA+DNA先合成互补的-DNA组成±DNA然后以新合成的-DNA为模板合成+mRNA。最后只包含+DNA
(3)双链RNA病毒的复制:首先通过半保留方式复制利用其中的“-”链产生“+”RNA,再复制-RNA配成±RNA
(4)+RNA病毒先复制-RNA组成±RNA,最后只包含+RNA
(5)-RNA病毒的复制(非侵染性)无侵染性,也不起信使作用所以叫-RNA。
(6)逆转录病毒单链RNA的复制:由于DNA合成霉的作用,合成-DNA通过-DNA合成±RNA最后以(-)DNA为模板制成+RNA。
4.病毒核酸的转录(以遗传物质为模板合成mRNA)
虽然宿主细胞能为病毒提供大部分合成条件,但毕竟不是全部,而且某些新的酶是用病毒提供的遗传信息合成,也即利用病毒感染后所合成的mRNA实现的,因此病毒生物合成的第一步是病毒mRNA的合成。
病毒新mRNA如何正确合成,取决于病毒类型,尤其是它的核酸类型,DNA还是RNA,双链还是单链。
(1)含±DNA的病毒,可直接以(-)链为模板转录为mRNA,±DNA→mRNA如天花病毒,脱病毒,T4噬菌体。
(2)+DNA病毒。先复制-DNA,再转录为mRNA如ΨX174。
(3)含±RNA病毒,可直接以-RNA为模板,转录 mRNA
(4)含+RNA病毒 先合成互补的-RNA组成±RNA,以-RNA为模板转录 mRNA,如脊髓灰质炎病毒。
(5)合成-RNA病毒,可在RNA聚合E的作用下,直接转录为 mRNA
(4)成熟(装配)
噬菌体的成熟过程实际上是E合成的各部件的装配过程,病毒核酸的复制与病毒蛋白质的分开进行的。由分别合成好的核酸与蛋白质组合成完整的新的病毒粒子的过程称成熟。
具体过程:头部、尾部、先分装
(1)裂解(释放)
(2)成熟的病毒粒子从被感染细胞内转移到外界的过程称为病毒的释放(裂解量)
3.噬菌体效价的测定:指噬菌体是液的浓度。
效价指烈性噬菌体(侵染性)数/ml样品
一般都用噬菌体法测定指数。
由于试样中一般噬菌体粒子含量较高,故应先对试样进行梯级稀释,然后取选用合适的方法测定其效价。
(1)斑点试验法
这是一种预试验方法,只能大概地估计待测样品效价高低,不能得出准确数据。
(2)液体稀释管法
4.噬菌体增殖规律的描述方法
一步生长曲线
从裂性噬菌体感染宿主细胞,到新复制的噬菌体粒子经宿主细胞裂解释放出来的整个过程,称为烈性噬菌体的生长周期,可用一步生长曲线来表示。
将高浓度的敏感菌培养物与适量相应的噬菌体悬液相混一定时间以离心术或抗病毒血清除去游离的噬菌体后,高度稀释(以免发生二次吸附感染)致使每个菌体都含一个噬菌体,在适宜的条件下培养,定时取样,用噬菌斑法测定培养物中噬菌体数目,以培养时间为横坐标,以噬菌斑数为纵坐标绘成的曲线称为一步生长曲线。
5.溶源性
(1)温和噬菌体
不裂解宿主细胞的噬菌体称为温和噬菌体,如大肠杆菌噬菌体只将其DNA整合到宿主细胞染色体组上,并可长期随宿主DNA的复制而进行同步复制。
温和噬菌体特点①都是dsDNA②溶源菌 含有前噬菌体(温和噬菌体)的细菌也具有溶源性称为溶源菌。①细菌的溶源性具有遗传性,产生的子代细胞也具有溶源性,也是溶源菌。②溶源菌对同源噬菌体具有免疫性,在培养基上形成噬菌斑才可觉查③溶源性细菌在培养中一般不易被查觉,只有用非溶源性敏感菌株混合培养在培养基上形成噬菌斑才可被觉查到。④溶源性细菌有时能失去前噬菌体,而变成非溶源细胞使溶源性复愈⑤自发裂解和诱导裂有少数噬菌体可自发诱发裂解宿主细胞⑥溶源性细菌可获得一些新的生理特性,如日喉杆菌只有在含有-噬菌体时才能产生白喉毒素,引起宿主发病。
噬菌体介绍了以上五方面问题,其中重点介绍了噬菌体的增殖过程,同时对动物、植物病毒的增殖过程与噬菌体增殖的不同点作了介绍。所以以后我们就不再动植物病毒的增殖做特别介绍。
(二)植物病毒
1.概述从病毒学的发展史来看,一些开创性的工作和基础理论研究成果,首先是在植物病毒领域里取得的,最先发现提纯、结晶和电镜观察的都是植物病毒,已知的植物病毒多达600种(1983)其中多数是单链RNA病毒,具体如表。
植物染毒后,症状主要有三:①因叶绿体不能行使正常功能而引起花叶、黄化或红化等症状②植株发生矮化,从枝或畸形等③形成植斑或坏死等症状。
2.增殖过程
“侵入”方式(1)借昆虫刺吸式口器进入(2)通过伤口进入通过胞间连丝或输导组织迅速向其他部位扩散引起普遍感染(3)不释放
(三)脊椎动物病毒
1.根据病毒在人体与哺乳动物中普遍存在,其他各类动物、禽类、爬行类和鱼类等多种脊椎动物中也广泛存在着相应的病毒家畜中的口蹄疫、猪瘟、牛瘟、马传染性贫血、兔的乳头状瘤等都是病毒引起的,家禽中的瘟疫病,两栖类、鱼类的肿瘤、鱼痘等 病毒引起的。人类传染病80%由病毒引起如:流行感冒、肝炎、麻诊、水痘、腮腺炎、流行性乙型脑炎、脊髓灰质炎、狂犬病受病毒感染而诱发的,这些病毒病至今还缺少有效的对付手段,大量增殖,导致宿主细胞裂解死亡。
另一些病毒感染动物后,并不致死宿主细胞,而是引起肿瘤。
2.病毒与癌
病毒与肿瘤是人们关心问题之一,早在1908年Ellerman和Bang就观察到鸡的白血病可无菌细胞滤液传播,1911年美国医生Rous在研究鸡的可转移肿瘤中,证明鸡肉瘤,现在已知病毒能引起许多动物形成肿瘤,人的肿瘤特别是恶性肿瘤已证明不是由病毒引起。但病毒可诱导人产生恶性肿瘤。
动物病毒增殖过程与噬菌体的增殖大致相同。
(四)昆虫病毒(无脊椎动物病毒)
1.概况
无脊椎动物病毒主要在节肢动物的昆虫纲中发现,国内外也昆虫病毒的研究做了大量工作,目前从昆虫体内分离到的病毒有1671 种(1990)其中80%来自鳞翅目昆虫。
2.寄生
昆虫病毒主要寄生在昆虫的真皮、脂肪组织、血细胞、肠道细胞中,有的在宿主的细胞核中,有的在宿主的细胞质里,大量增殖导致宿主组织破坏、死亡。
二、分类
根据是否形成多角体和多角体的形态及形成部位,可把昆虫病毒分为以下几类(包涵体在显微镜下呈角状)。
1.核型多角体病毒 2.质型多角体病毒 3.颗粒体病毒 4.昆虫痘病
详细不?
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说得简单点,好理解
它是以蛋白质为遗传物质,并且是依靠自身的蛋白质来改造宿主细胞的蛋白质的结构,然后使它变得和自身一样
应该是阮病毒(疯牛病病原体)。
生物界目前认为这是种特殊的遗传方式,其他生物为核物质遗传,它是蛋白质遗传,打破了只有核酸为唯一遗传物质的界限。但是极为特殊。
简单的说来,
蛋白质病毒遗传是一种构型转变为另一种构型,
一一般来说,那种致病蛋白有两种构型,一种是正常构型,另一种是致病构型,当致病构型与正常构型相互接触时,正常构型就会变成致病构型,就跟火炬传递似的,我们说的疯牛病吧,就是脑袋慢慢泡沫话的过程,其他动物吃了患病的蛋白质后,也发生同样变化,然后传递下去,不存在什么遗传,遗传的也是正常的蛋白质的构型,也就是说正常的蛋白质和患病的蛋白...
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简单的说来,
蛋白质病毒遗传是一种构型转变为另一种构型,
一一般来说,那种致病蛋白有两种构型,一种是正常构型,另一种是致病构型,当致病构型与正常构型相互接触时,正常构型就会变成致病构型,就跟火炬传递似的,我们说的疯牛病吧,就是脑袋慢慢泡沫话的过程,其他动物吃了患病的蛋白质后,也发生同样变化,然后传递下去,不存在什么遗传,遗传的也是正常的蛋白质的构型,也就是说正常的蛋白质和患病的蛋白质是同一DNA序列控制.
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这种病毒是最近几年新发现的生物,他们依靠自己蛋白质本身的复制!并不依靠基因!
记得具体工程是病毒蛋白接触正常蛋白的一部分,,然后是令一种健康的蛋白转变成自己的性状和成分,怎么弄的,科学家还没研究出来呢,只是知道这种蛋白会自己复制!
比较典型是阮病毒(疯牛病病原体),研究还在进行中!...
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这种病毒是最近几年新发现的生物,他们依靠自己蛋白质本身的复制!并不依靠基因!
记得具体工程是病毒蛋白接触正常蛋白的一部分,,然后是令一种健康的蛋白转变成自己的性状和成分,怎么弄的,科学家还没研究出来呢,只是知道这种蛋白会自己复制!
比较典型是阮病毒(疯牛病病原体),研究还在进行中!
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具有遗传信息的DNA或RNA.
严格意义上讲,病毒为非生物。它们无细胞结构且个体积微小,其构成很特别,仅由核酸和蛋白质构成。核酸(DNA或RNA)在病毒的遗传上起着重要作用,而蛋白质外壳只对核酸起保护作用,本身并没有遗传性。这是人们对病毒的基本认识。然而,随着人们对一些疾病的深入研究,科学家们发现,还有一类物质与一般病毒不一样,它只有蛋白质而无核酸,但却既有感染性,又有遗传性,并且具有和一切已知传统病原体不同的异常特性。它就是朊...
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严格意义上讲,病毒为非生物。它们无细胞结构且个体积微小,其构成很特别,仅由核酸和蛋白质构成。核酸(DNA或RNA)在病毒的遗传上起着重要作用,而蛋白质外壳只对核酸起保护作用,本身并没有遗传性。这是人们对病毒的基本认识。然而,随着人们对一些疾病的深入研究,科学家们发现,还有一类物质与一般病毒不一样,它只有蛋白质而无核酸,但却既有感染性,又有遗传性,并且具有和一切已知传统病原体不同的异常特性。它就是朊病毒。
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